Природа: Дивовижна! Тонка металева мембрана ефективно приносить клітини автомобіля до твердих пухлин

Що робити, якщо метал, який вже використовується для ремонту переломів, випрямлення зубів та запобігання закупореним артеріям, також може бути використаний для запобігання поширенню раку?

У новому дослідженні дослідники дослідницького центру Фреда Хатчінсона в США вперше виявили, що невелика тонка металева сітка, завантажена імунними клітинами, що борються з раком, може скоротити доклінічну модель раку яєчників. Результати нещодавно були опубліковані в Nature Biomedical Engineering під заголовком «Нітинолові тонкі плівки, функціоналізовані автомобільними т-клітинами для лікування солідних пухлин».

Фотографії з Центру досліджень раку Фреда Хатчінсона

Маттіас Стефан, кандидат фізико-математичних наук, науковий співробітник Центру досліджень раку Фреда Хатчінсона і відповідний автор статті, сказав: "Клітинна терапія для боротьби з раком була дуже успішною при раку крові, але не при солідних пухлинах. Наші результати показують, що тонка металева сітка, завантажена генетично створеними т-клітинами для боротьби з раком яєчників, може видалити пухлини у 70 відсотків оброблених мишей, що дає нам важливий крок до того, щоб зробити клітинну терапію ефективною проти солідних пухлин ".

Солідні пухлини, включаючи рак молочної залози, яєчників та підшлункової залози, мають різноманітні стратегії ухилення та боротьби з імунними клітинами, що вбивають рак, такими як Т-клітини або car-t-клітини, які експресують химерний антигеновий рецептор (ЗАР). -оборонні осередки не працюватимуть; Вони не потрапляють до пухлини, або якщо вони дістаються до ракових клітин, вони втомлюються, намагаючись вбити ракові клітини і не вдається.

Стефан розробив безпечний для людини матеріал і може переносити клітини, що борються з раком, у пухлини. "Крім мінімізації побічних ефектів для пацієнтів, наша кінцева мета - зробити терапію t-клітинами швидшою, дешевшою та легшою для доставки пацієнтів, " він сказав.

Для цього нове дослідження Стефана навантажує автомобільні т-клітини, націлені на рак яєчника, на пористу сітку металевих мембран, які потім розміщуються на пухлині.

"Це не просто пристрій для пасивної доставки. Це також платформа випуску для запуску проліферації автомобільних Т-клітин, яка може подолати захист пухлини проти цих Т-клітин".

Дослідники використовували тонкі, майже напівпрозорі металеві мембрани, виготовлені компанією Monarch Biosciences. Металеву плівку товщиною 10 мкм та виготовлену зі сплаву Нітинол можна безпечно імплантувати в організм та використовувати в інших медичних пристроях.

Під потужними мікроскопами металева плівка має крихітні простори, які можна налаштувати на різні візерунки. Цей простір може бути заповнений наркотиками або іншими рідинами, а металеву мембрану можна імплантувати в організм, де рідина просочується і знаходить свої мішені.

Стівен та його колеги хотіли побачити, чи може металева мембрана містити Т-клітини та доставляти ці клітини, що борються з раком, до пухлин.

"Нам потрібно було знайти просторовий малюнок металевих мембран, який був би дуже придатний для т-клітин. Просторовий малюнок повинен бути досить малим, щоб клітини не потрапляли між тріщинами, але не настільки малий, щоб Т-клітини відчували себе занадто переповненими, щоб рухатись . "

Вони виявили, що лінійний малюнок, схожий на лабіринт зверху вниз, найкраще підходить для Т-клітин. Вони покрили металеву мембрану різноманітними матеріалами, дозволяючи автомобільним т-клітинам рости і розмножуватися один раз всередині тіла.

Дослідники завантажували металеву мембрану автомобільними т-клітинами, запрограмованими на пошук маркера ракових яєчників яєчника ROR1.Це ці генетично сконструйовані машини-Т-клітини розміщували з обох боків металевої мембрани і потім вбирали в центр покритого матеріалу .

"Це як буханець хліба з апельсиновим соусом з обох сторін", - сказав Стефан. Ця металева мембрана - це хліб, і тоді ми ставимо вагони-клітини з боків від неї, і ці клітини потім занурюємо в середину ".

Використовуючи лабораторну модель раку яєчників, дослідники імплантували в пухлину металеву мембрану, що містить автомобільні клітини. Т-клітини мігрують з металевої мембрани і метастазують в околиці пухлини. Протягом 10 днів всі пухлини у мишей зникли. Протягом 20 днів 70 відсотків мишей залишилися пухлинами.

Якщо це буде підтверджено додатковими дослідженнями та клінічними випробуваннями, метод імплантації металевих мембран для пригнічення росту пухлини з часом може бути використаний для лікування таких захворювань, як рак підшлункової залози та яєчників.

В іншому експерименті дослідники виявили, що трубчасті металеві мембрани, просочені автомобільними т-клітинами, запобігали росту пухлин у такі мембрани. Метод може бути використаний для лікування онкологічних захворювань, що викликають непрохідність дихальних шляхів або травної системи, таких як рак легені, підшлункової залози або стравоходу, при якому стенти використовуються для придушення втручання пухлини при ковтанні.

"У наших нинішніх експериментах ми зосереджуємось на автомобільних т-клітинах, але я бачу, що цей підхід працює з терапією рецепторів t-клітин, природними клітинами-вбивцями та іншими імунними клітинами, які спрямовані на рак", - сказав Стефан.

Довідка: 1. Майкл Е. Кун та ін. Тонкі плівки нітинолу функціонували з CAR-T клітинами для лікування солідних пухлин. Nature Biomedical Engineering, 2019, doi: 10.1038 / s41551-019-0486-0.

2. Вчені показують, що тонка металева сітка, завантажена Т-клітинами, скорочує солідні пухлини

https://medicalxpress.com/news/2019-12-scientists-thin-metal-mesh-cells.html